Made available in DSpace on 2015-03-03T11:52:42Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-05-06Bitstream added on 2015-03-03T12:07:10Z : No. of bitstreams: 1 000800685.pdf: 1492848 bytes, checksum: 66d029b83fe3516cc9b217657df61d80 (MD5) / Este trabalho explora os diferentes tipos de comportamento dinâmicos, encontrados em sistemas eletromecânicos linear e não-linear análogos, sendo o sistema eletromecânico não-linear constituído de rigidez tipo Duffing. A modelagem matemática dos sistemas físicos hipotéticos é realizada através de técnicas Langrangeanas, inclusive para a modelagem que aborda componentes eletromagnéticos de um circuito RLC. O transdutor utilizado no acoplamento dos subsistemas é o de bobina móvel e magnetismo permanente e tem suas equações conhecidas na literatura. Os modelos são baseados em absorvedores utilizados no automobilismo, no entanto são abordados de forma simplificada, comparando-se com o modelo completo de uma suspensão de automóvel. No trabalho é investigada a influência dos parâmetros do circuito RLC, que podem ser responsáveis pelo aumento do amortecimento mecânico. É feita a correlação do amortecimento mecânico com os parâmetros de resistência e capacitância elétrica para o modelo linear. É realizada também a análise dos autovalores do modelo linear e lugar natural das raízes. Para o modelo não-linear é realizada a análise do comportamento dinâmico, levando-se em consideração a variação da capacitância para quatro valores de frequência da força externa ao sistema. Essa análise mostra a diversidade de comportamento dinâmicos encontrados para esse modelo. As variedades de comportamento dinâmicos resultantes do modelo não-linear variam entre dinâmicas caóticas, periódicas, quasi-periódicas e multiperiódica. Indica a possibilidade de utilização do parâmetro da capacitância como parâmetro de controle do sistema e mostra que a resistência elétrica dissipa a energia oirunda do domínio mecânico, fato esse que abre a discussão para as possibilidades de geração de energia / This work investigates the different types of dynamic behaviour, found in linear and nonlinear electromechanical system, which are analogue, being the nonlinear electromechanical system constituted of rigidity type Duffing. The mathematical modelling of the hypothetical physical system is realized with Langrangian techniques, including for the modeling of the system is a moving coil and permanent magnet tranducer, which it have their equations deducted in other studies. The models are based in absorbers utilized in automobiles, however in this investigation it is discussed in a simplified way, if it is compared with a complete model of and automobile supension. This work investigates the influence of the RLC circuit parameters, which it may be responsible by the increasing of the mechanical damping. It is realized the correlation of the mechanical damping with resistance and capacitance, for the linear model. It is realized the anlysis of the eigenvalues it is found de root locus of the linear model. For the nonlinear model it is realized the analysis of the dynamic behaviour, considering the variation of the capacitance, for each one of the four values of frequency of the external force. This analysis shows the diversity of dynamic behaviours found for the nonlinear model. The variations of dynamic behaviours resulted of the nonlinear model varies around some types of dynamics, which can be, chaotic, periodic, quasi periodic, quasi periodic and multi periodic. That's indicate the possibility of utilization of the capacitance as control parameter of the system and shows the dissipation of energy by the resistance, this energy is from the mechanical domain, this fact open the discussion for the energy generation possibilities

Este trabalho visa realizar o estudo do comportamento dinâmico de um eixo rotor flexível, modelado segundo a teoria de Euler-Bernoulli e caracterizar as respostas periódicas de sistemas LTI (sistemas lineares invariantes no tempo) e sistemas fracamente não lineares de ordem arbitrária. Para tanto, é utilizada a base dinâmica gerada pela resposta impulso ou solução fundamental. O comportamento dinâmico de um eixo rotor flexível foi discutido em termos da função de Green espacial e calculada de maneira não-modal. Foi realizado um estudo do problema de autovalor para o caso de um um eixo rotor biapoiado. As freqüências são obtidas e os modos escritos em termos da base dinâmica e da velocidade de rotação. As respostas periódicas de sistemas LTI, utilizadas nas aproximações com sistemas fracamente não lineares, são obtidas, independentemente da ordem do sistema, como um operador integral onde o núcleo é a função de Green T-periódica. Esta função é caracterizada em termos das propriedades de continuidade, periodicidade e salto da função de Green T-periódica, e da base dinâmica Simulações foram realizadas para sistemas concentrados, matriciais e escalares, com o objetivo de mostrar a validade da metodologia desenvolvida com as propriedades da função de Green T-periódica. Foi abordado um modelo não-linear para uma centrífuga utilizada na indústria textil [Starzinski, 1977].

Submitted by Marcos Samuel (msamjunior@gmail.com) on 2017-06-02T14:00:31Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - José Roberto.pdf: 2019621 bytes, checksum: bd0e80b8c1a9575a30ffdb71186ab3a9 (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Reis (vanessa.jamile@ufba.br) on 2017-06-08T11:18:32Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - José Roberto.pdf: 2019621 bytes, checksum: bd0e80b8c1a9575a30ffdb71186ab3a9 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-08T11:18:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - José Roberto.pdf: 2019621 bytes, checksum: bd0e80b8c1a9575a30ffdb71186ab3a9 (MD5) / Tendo em vista que um conceito matemático possui várias formas de representação e a fim de contribuir para o ensino dos sistemas de equações e inequações lineares no ensino médio, nesta dissertação, abordaremos os sistemas lineares de modo a considerar seu significado geométrico. Tal abordagem é feita por meio de uma breve apresentação sobre geometria analítica no plano e no espaço, vetores no plano e no espaço, matrizes, determinantes, regra de Cramer e o método do escalonamento. Nos limitaremos a dimensão dois e três para permitir o uso da intuição geométrica de forma acessível aos educandos da educação básica.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2013-07-16T01:31:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 212915.pdf: 1824830 bytes, checksum: 95f3b79ecc93bc43de3fa6e9b0f50885 (MD5) / RESUMO: Neste trabalho são identificados modelos lineares do tipo ARMAX e não-lineares do tipo NARMAX polinomial para a relação existente entre a vazão mássica de gás injetado e a pressão no tubo de produção de um poço de petróleo operando por injeção contínua de gás, simulado pelo software OLGA 2000. O objetivo é fornecer um modelo que seja útil posteriormente para o projeto de um controlador que possibilite ao poço operar na região de maior interesse econômico. A escolha do par de variáveis de entrada e saída permitiu que a análise do sistema fosse feita como sendo monovariável, sendo controladores locais utilizados para as demais variáveis do poço. Além disso, as variáveis de entrada e saída são facilmente mensuráveis, já existindo toda a instrumentação necessária nos poços atuais, ao contrário de outras estratégias de controle para sistemas similares, encontradas na literatura.

Dissertação (mestrado) - Pontíficia Universidade Católica do Paraná, 2004 / Inclui bibliografia / Este trabalho trata da síntese de controladores robustos 2 H e ¥ H para sistemas lineares contínuos, com incertezas paramétricas e/ou sujeitos a restrições no estado, no controle e na saída. Primeiramente, os problemas de otimização 2 H e ¥ H via realimen / This work deals with the robust control 2 H and ¥ H design for continuous-time linear systems subject to parameter uncertainty and/or state, control and output constraints. In the first part, optimization 2 H and ¥ H problems by dynamic output feedback ar

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2012. / Made available in DSpace on 2013-06-25T22:24:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 315035.pdf: 3222498 bytes, checksum: 637341fc78e12adbdefa9c4b49a5c6d4 (MD5) / Este trabalho tem por objetivo apresentar um estudo relacionado ao controlador preditivo DMC (Dynamic Matrix Control) em suas formas linear e não-linear. O DMC é um controlador preditivo baseado em modelo (MPC - Model Predictive Control) que emprega os elementos da resposta ao degrau para gerar as predições da saída do processo. A ampla utilização de sua forma linear ocorre devido à simplicidade dos modelos lineares empregados para representar o comportamento do processo, mas estes se tornam inadequados quando é necessária uma representação mais realística de um processo complexo. Os processos reais geralmente apresentam características não-lineares que devem ser representadas por modelos não-lineares. O modelo de Hammerstein, que é formado por uma parcela estática não-linear e uma parcela dinâmica linear, é o selecionado para representar os processos não-lineares desta dissertação. Este modelo apresenta propriedades que simplificam o projeto do controlador DMC não-linear e possibilitam a determinação de uma solução analítica para o problema de minimização da função custo (caso sem restrições). Primeiramente, é realizado um estudo sobre o efeito da sintonia dos parâmetros do controlador DMC e sobre métodos para realizar estas sintonias de forma eficiente. Além disto, são apresentadas novas estruturas para o controlador DMC (DMC-RST e DMC-IMC), considerando também os casos com restrição de controle. Através de modelos de Hammerstein, é comprovada a ineficiência do controlador DMC linear em meio a sistemas não-lineares. E como solução para este problema são introduzidos o controle linearizante e o controle DMC não-linear baseado em modelo de Hammerstein. Também é exposto neste trabalho métodos de resolução do problema da multiplicidade de soluções de controle para o sinal de controle não-linear.<br> / Abstract : This work aims to present a study related to the predictive controller DMC (Dynamic Matrix Control) in its linear and nonlinear forms. The DMC is a model predictive controller (MPC) that employs elements of the step response to generate predictions of the process output. The wide use of its linear form is due to the simplicity of linear models used to represent the process behavior, but these become inadequate when it is necessary a more realistic representation of a complex process. Real processes generally exhibit nonlinear characteristics that must be represented by nonlinear models. The Hammerstein model, which is composed by a nonlinear static portion and a linear dynamic portion, is selected to represent the nonlinear processes of this dissertation. This model has properties that simplify the nonlinear DMC design and enable the determination of an analytical solution for the problem of minimizing the cost function (unrestricted case). First of all, a study about the effect of tuning the DMC parameters and the methods for performing these tuning efficiently is accomplished. In addition, new structures are presented to the DMC (DMC-RST and DMC-IMC), also considering the cases with restricted control. Through Hammerstein models is shown the inefficiency of the linear DMC among nonlinear systems. As a solution to this problem is introduced the linearizing control and the nonlinear DMC based on a Hammerstein model. It is also exposed in this work methods of solving the problem of multiplicity of control solutions for the nonlinear control signal.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-04-04T04:14:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 344656.pdf: 3748522 bytes, checksum: 795053a56a667d6ef88a22e0b6b1e618 (MD5) Previous issue date: 2016 / O controle adaptativo livre de modelo, também conhecido como Model Free Adaptive Control (MFAC), é baseado no pseudo-partial-derivative (PPD) calculado a partir dos sinais de entrada e saída do sistema a ser controlado, e também utiliza um fator energético (?) fixo que penaliza o controle para fornecer um bom comportamento do processo de malha fechada para seguimento de referência e rejeição de perturbação de carga. Esta pesquisa apresenta novos algoritmos de adaptação para ajustar não só o PPD, mas também a ponderação ?, com base no Gradiente Clássico (CG), na Função Sigmoide (SF) e no Método de Newton (NM). Por outro lado, visando controlar maior variedade de processos lineares e não lineares são utilizados diferentes funcionais para o desenvolvimento de controladores livre de modelo MFAC na forma discreta. Considerando complexidades de malha como saturação do controle e perturbação periódica presentes na indústria, são desenvolvidas técnicas para tratar estes cenários no MFAC. Com estas propostas, projetos alternativos de controle são obtidos e, mediante a sintonização adequada dos parâmetros de projeto, são garantidos a estabilidade e o desempenho desejado do sistema de malha fechada. Simulações numéricas em processos monovariáveis lineares e não lineares demonstram a eficiência e superioridade das propostas dos controladores adaptativos quando se utiliza um mecanismo de estimação recursivo para calibrar esses parâmetros sobre o MFAC padrão. Índices de desempenho são usados para validar o comportamento dos algoritmos de controle propostos.<br> / Abstract : The Model Free Adaptive Control (MFAC) is based on the pseudo-partial-derivative (PPD) calculated from the input and output signals of the system to be controlled and also using a fixed penalty factor (?) that weights the control energy to provide a good behavior to the feedback process for reference tracking and load disturbance attenuation. This research presents new adaptation algorithms to adjust not only the PPD but also the ? factor and are based on the Classical Gradient (CG), Sigmoid Function (SF) and Newton Method (NM). On the other hand, in order to control a variety of linear and non-linear processes, different fitness functions are used for development of digital MFAC controllers. Considering loop complexities like control saturation and periodic disturbance present in the industry, control techniques are derived to deal with these scenarios in the MFAC. With these proposals, alternative control designs are obtained and by selecting good tuning parameters, stability and performance for the closed-loop system are ensured. Numerical simulations on SISO discrete-time linear and non-linear plants demonstrate the efficiency and superiority of the proposed adaptive controllers when using an estimation mechanism to adjust these parameters over the standard MFAC. Performance indices are applied to show the improvement of the behavior of the proposal control algorithms.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:26:15Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-02-22Bitstream added on 2014-06-13T19:54:22Z : No. of bitstreams: 1 moraes_jr_me_sjrp.pdf: 1163228 bytes, checksum: 853fa9bee4a6a3c25b24de14990f3221 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Consideramos dois casos principais de bifurcação de órbitas periódicas não hiperbólicas que dão origem a ciclos limite. Nosso estudo é feito para sistemas lineares por partes com três zonas em sua fórmula mais geral, que inclui situações sem simetria. Obtemos estimativas tanto para a amplitude como para o período do ciclo limite e apresentamos uma aplicação de interesse em engenharia: sistemas de controle. / We consider two main cases of bifurcation of non hyperbolic periodic orbits that give rise to limit cycles. Our study is done concerning piecewise linear systems with three zones in the more general formula that includes situations without symmetry. We obtain estimates for both the amplitude and the period of limit cycles and we present a applications of interest in engineering: control systems.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:26:15Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-02-18Bitstream added on 2014-06-13T20:34:05Z : No. of bitstreams: 1 euzebio_rd_me_sjrp.pdf: 535663 bytes, checksum: 91f53fae0870b5e3f322f71d88e2b2e4 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Nosso objetivo neste trabalho é estudar o método do averaging através do grau topológico de Brouwer e utilizá-lo para investigar o número de ciclos limites que bifurcam de uma singularidade do tipo centro quando perturbamos um sistema de equações diferenciais através de um pequeno parâmetro ε. Começaremos apresentando o método do averaging que aaprece na literatura clássica e algumas aplicações deste. Depois faremos uma breve discussão sobre o grau topológico de Brouwer, seguido do teorema do averaging que faz menção a este conceito. Finalmente, exibiremos algumas aplicações inéditas do método. / The aim of this is to study the averaging method using the Brouwer topological degree in order to investigative the number of limit cycles that can bifurcate from a center type singularity when a differential systemas is perturbed by a small parameter ε. To this respect, initially, we present classical averaging method and some of its applications. So we introduce the Brouwer topological degree, followed by the averaging theorem. Finally, we show some original applications of the averaging method.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:44Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-06-20Bitstream added on 2014-06-13T19:22:15Z : No. of bitstreams: 1 gomes_en_dr_botfca.pdf: 907077 bytes, checksum: 3c29174b451dbb5fab685a7ddfaf7aa2 (MD5) / A radiação solar direta na incidência é uma fração da radiação solar global e possui aplicações na agronomia, biologia e na engenharia térmica. No trabalho, são descritas a evolução diurna das médias horárias e a evolução anual das médias mensais da radiação direta na incidência, no período de 1996 a 2003, em Botucatu/SP/Brasil. É apresentada ainda a proposta e a validação dos modelos estatísticos de estimativa de Liu & Jordan e Angström, e do modelo de estimativa paramétrico de Linke. A evolução diurna das médias horárias anuais gerou uma equação temporal, com elevado coeficiente de determinação (R2= 0,99867), que permite estimar a radiação direta horária anual, com precisão e exatidão (MBE=1,0%, RMSE=3,7% e d=0,9980). Em função da dependência sazonal, foi proposta a equação de estimativa diurna da média horária mensal com elevados coeficientes de determinação. A evolução anual da média mensal horária gerou uma equação temporal com coeficiente de determinação R2 =0,75, e a validação mostrou bom desempenho nos indicativos estatísticos, superestimando a medida em menos de 1%, causando espalhamento de 6,72% e índice de ajustamento de d=0,9232. Os resultados para o modelo Liu & Jordan mostram que: a equação de estimativa horária, polinomial de 2 quarta ordem, com R2= 0,99815, pode estimar ) ( h b K em função de h T K com MBE =- 4,25%, RMSE = 27,60%, e o índice de ajustamento d= 0,972; a equação de estimativa diária, polinomial de quarta ordem, com R2= 0,9060, pode estimar ) ( d b K em função de d T K com: MBE = - 3,42%, RMSE = 18,21%, e d= 0,97; a equação de estimativa mensal é linear, com elevado coeficiente de determinação R2=0,9660, e mostra que m b K pode ser estimada com MBE= 3,21%; RMSE=14,8% e d=0,9149. O modelo de Angström diário mostra que, a correlação d b K x N n / não é linear... . / The direct solar radiation is a fraction of the global solar radiation and it has applications in the agronomy, biology and in the thermal engineering. This work describes the diurnal evolution of the hourly-averaged and the annual evolution of the monthly-averaged of the direct radiation in the incidence carried out from 1996 to 2003, in Botucatu/SP/Brazil. It's presented the proposal and the validation of the statistical model of Liu & Jordan and Angström, and of the parametric model of Linke. The diurnal evolution of the hourly values of the direct radiation provided a temporary equation, with high coefficient of determination R2 = 0.99867, which allows to esteem with accuracy (MBE=1.0%, RMSE=3.7% and d=0.9980). Because of the seasonal dependence, equations to estimate diurnal evolution of the hourly monthly average values of the direct radiation were proposed, with high determination coefficients. The annual evolution of the daily monthly average values provided a temporal equation with R2=0.75, and the validation showed good agreement in the statistical indicators, overestimating the measure in less than 1%, scattering in 6.72% with index of agreement of d=0.9232. The Liu & Jordan's model to estimate the hourly values of the direct radiation is a polynomial equation of fourth order, with the following statistical results: R2 = 0.99815, MBE = -4.25%, RMSE = 27.60%, and d = 0.972; The Liu & Jordan's model to estimate the daily values is a polynomial equation of fourth order too, with the following statistical results: MBE = - 3.42%, RMSE = 18.21%, and d = 0.97; The Liu & Jordan's model to estimate the monthly values is the first order (R2=0.9660), with the following statistical results: MBE=3.21%; RMSE=14.8% and d=0.9149. The Angström's model to estimate daily values showed that the dependence is not linear between b K and N n /... (Complete abstract, click electronic address below).